Телевизионное устройство для автоматического регулирования объекта

 

ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА, содержащее передающую телевизионную камеру (ПТК), выход кадровых синхроимпульсов которой подключен к входу сброса импульсного,счетчика , к первым входам первого триггера , второго триггера, триггера привязки к видеосигналу и триггера программного импульса, второй вход которого соединен с выходом импульсного счетчика, первый выход ПТК подключен через смеситель к входу видеоконтрольного блока, а второй выход к входу усилителя-ограничителя, первый выход которого соединен с первым входом первого блока совпадения, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, а второй выход к первому входу второго блока совпадения , второй вход которого подключен к выходу второго триггера, блок запрета , задержанный выход которого соединен с вторым входом первого триггера , инвертированный выход - с первым входом блока цифровой индикации, второй вход которого -подключен к выходу первого блока совпадения, третий вход - к первому выходу второго блока совпадения, четвертьм вход ..:--5: - / к первому выходу блока выделения сигнала хорд, а неинвертированный выход блока запрета соединен с вторыми входами второго триггера, смесителя и триггера привязки к видеосигналу, первый выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения , а второй выход - к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом триггера программного импульса, второй выход которого подключен к второму входу первого блока сравнения , а выходы первого и второго блоков сравнения через блок управления § мощностью нагревателя соединены с (Л объектом регулирования, при этом второй вход блока вьщеления сигнала d хорд подключен к первому выходу программного блока, второй выход к третьему входу смесителя, а третий выход - к первому входу блока формирования сигнала ошибки, второй эо вход которого соединен с вторым выходом программного блока, а выходы : через механизм перемещения - с объектом регулирования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены третий триггер, третий блок совпадения, формирователь импульсов и четвертый триггер, включенные последовательно между выходом первого блока совпадения и первым неинвертированным входом блока запрета, второй неинвертированный вход которого соединен с выходом первого триггера, а инвертированный вход - с выходом третьего блока совпадения, при этом второй вход четвертого триггера подключен к выходу первого блока совпа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

g(g1) Н 04 Н 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, .. "-" ;;;

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ : г (21) 3351831/ 18-09 (22) 26. 10. 81 (46) 30. 03. 84. Бюл. № 12 (72) С.П. Королев и Л.В.Максимов (53) 621.397(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 499688, кл. Н 04 N 7/18„ 1975

2. Авторское свидетельство СССР № 949841, кл. Н 04 М 7/18, 1978 (прототип) (54) (57) ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ОБЪЕКТА, содержащее передающую телевизионную камеру (ПТК), выход кадровых синхроимпульсов которой подклю"чен к входу сброса импульсного .счетчика, к первым входам первого триггеРа, второго триггера, триггера привязки к видеосигналу и триггера программного импульса, второй вход которого соединен с выходом импульсно-. го счетчика, первый выход ПТК подключен через смеситель к входу видеоконтрольного блока, а второй выход к входу усилителя †ограничите, первый выход которого соединен с первым входом первого блока совпадения, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, а второй выход к первому входу второго блока совпадения, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, блок запрета, задержанный выход которого соединен с вторым входом первого триггера, инвертированный выход — с первым входом блока цифровой индикации, второй вход которого подключен к выходу первого блока совпадения, третий вход — к первому выходу второго блока совпадения, четвертый входк первому выходу блока выделения сигнала хорд, а неинвертированный выход блока запрета соединен с вторыми входами второго триггера, смесителя и триггера привязки к видеосигналу, первый выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, а второй выход — к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом триггера программного импульса, второй выход которого подключен к второму входу первого блока сравне— ния, а выходы первого и второго блоков сравнения через блок управления мощностью нагревателя соединены с объектом регулирования, при этом второй вход блока выделения сигнала хорд подключен к первому выходу программного блока, второй выход к третьему входу смесителя, а третий выход — к первому входу блока формирования сигнала ошибки, второй вход которого соединен с вторым выходом программного блока, а выходы через механизм перемещения — с объектом регулирования, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены третий триггер, третий блок совпадения, формирователь импульсов и четвертый триггер, включенные последовательно между выходом первого блока совпадения и первым неинвертированным входом блока запрета, второй неинвертированный вход которого соединен с выходом первого триггера, а инвертированный вход — с выходом третьего блока совпадения, при этом второй вход четвертого триггера подключен к выходу первого блока совпа1083410 дения, второй вход третьего триггера к выходу кадровых синхроимпульсов

ПТК, а второй вход третьего блока совпадения объединен со счетным входом импульсного счетчика и подключен к выходу строчных синхроимпульсов ПТК.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является телевизионное устройство для автоматического регулирования объекта (ди-. аметра слитка при бестигельной зонной плавке), содержащее передающую телевизионную камеру (ПТК), выход З5 кадровых синхроимпульсов которой подключен к входу сброса имйульсного счетчика, к первым входам первого триггера, второго триггера, триггера привязки к видеосигналу и триггера у0 программного импульса, второй вход которого соединен с выходом импульсного счетчика, первый выход ПТК подключен через смеситель к входу видеоконтрольного блока, а второй вы- ц ход — к входу усилителя-ограничителя, первый выход которого соединен

ЗО

Изобретение относится к телевизионной автоматике и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности, в частности при бестигельной зонной плавке слитков полупроводников.

Известно телевизионное устройство для автоматического регулирования процесса бестигельной зонной плавки полупроводниковых стержней, содержа- 0 щее телевизионную камеру, видеоконтрольный блок, генератор стробирующих импульсов, смеситель, блок слежения за диаметром слитка, состоящий из триггера привязки к видеосигналу, триг- 15 гера программного импульса, двух бло. ков сравнения, двух блоков формирования сигнала ошибки, механизм перемещения (t$ .

Указанное устройство не обеспе- 20 чивает достаточную точность регулирования и не позволяет полностью автоматизировать процесс стабилизации за счет ограниченной зоны захвата, устройство не обеспечивает вьщеление 25 сигнала фронта кристаллизации и измерение абсолютной величины диаметра слитка на фронте кристаллизации. с первым входом первого блока совпадения, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, а второй выход — к первому входу второго блока совпадения, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, блок запрета, задержанный выход которого соединен с вторым входом первого триггера, инвертированный выход — с первым входом блока цифровой индикации, второй вход которого подключен к выходу первого блока совпадения, третий вход — к первому выходу второго блока совпадения, четвертый вход — к первому выходу блока вьщеления сигнала хорд, а неинвертированный выход блока запрета соединен с вторыми входами второго триггера, смесителя и триггера привязки к видеосигналу, первый выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, а второй выход — к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом триггера программного импульса, второй выход которого подключен к второму входу первого блока сравнения, а вь1ходы первого и второго блоков сравнения через блок управления мощностъю нагревателя соединены с объектом регулирования, при этом второй вход блока выделения сигнала хорд подключен к первому вы— ходу программного блока, второй выход — к третьему входу смесителя, а. третий выход — к первому входу блока формирования сигнала ошибки, второй вход которого соединен с вторым выходом программного блока, а выходы через механизм перемещения— с объектом регулирования (2$ .

Однако при бестигельной зонной плавке полупроводников основными помехами являются неустраняемые экранированием электрические наводки, создаваемые генератором высокой частоты, которые наложены на видеосиг1083410 нал. Высокочастотные сигналы наводки имеют различный характер: импульсный, непрерывный с модуляцией низкой частоты. В результате воздействия на видеосигнал электрических помех квантованный сигнал зоны кристаллизации, формируемый усилителем-ограничителем путем ограничения видеосигнала на уровне 1, искажается и представляет собой пачку импульсов строчной час- 10 тоты апериодического характера, т.е. на строке одновременно с видеоимпульсом находится или дополнительно импульс помехи, или видеоимпульс оказывается "прорезанным помехой, 15 т.е. указанное телевизионное устройство не обладает достаточной помехозащищенностью, а следовательно, не обеспечивает достаточную точность регулирования объекта. 20

Цель изобретения — повышение точности регулирования.

Для достижения поставленной цели в телевизионное устройство для авто/ 25 матического регулирования объекта, содержащее передающую телевизионную камеру (ПТК), выход кадровых синхроимпульсов которой подключен к входу сброса импульсного счетчика, к первым входам первого триггера, второго триггера, триггера привязки к видеосигналу и триггера программного импульса, второй вход которого соединен с выходом импульсного счетчика, первый выход ПТК подключен че- 35 рез смеситель к входу видеоконтрольного блока, а второй выход — к входу усилителя-ограничителя, первый выход которого соединен с .первым входом пер вого блока совпадения, второй вход 4о которого подключен к выходу первого триггера, а второй выход — к первому входу второго блока совпадения, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, блок запрета, 45 задержанный выход которого соединен с вторым входом первого триггера, инвертированный выход — с первым входом блока цифровой индикации, второй вход которого подключен к вы- .50 ходу первого блока совпадения, третий вход — к первому выходу второго блока совпадения, четвертый вход — к первому выходу блока вьделения сигнала хорд, а неинвертированный выход 55 блока запрета соединен с вторыми вхо. дами второго триггера, смесителя и триггера привязки к видеосигналу, первый выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, а второй выход — к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом триггера программного импульса, второй выход которого подключен к второму входу первого блока сравнения, а выходы первого и второго бло— ков сравнения через блок управления мощностью нагревателя соединены с объектом регулирования, при этом второй вход блока вьделения сигнала хорд подключен к первому выходу программного блока, второй выход — к третьему входу смесителя, а третий выход— к первому входу блока формирования сигнала ошибки, второй вход которого соединен с вторым выходом программного блока, а выходы через механизм перемещения — с объектом регулирова-.. ния, введены третий триггер, третий блок совпадения, формирователь импульсов и четвертый триггер, включенные последовательно между выходом первого блока совпадения и первым неинвертированным входом блока запрета, второй неинвертированный вход которого соединен с выходом первого триггера, а инвертированный вход — с выходом третьего блока совпадения, при этом второй вход четвертого триггера подключен к выходу первого блока совпадения, второй вход третьего триггера — к выходу кадровых синхроимпульсов ПТК, а второй вход третьего блока совпадения объединен со счетным входом импульсного счетчика и подключен к выходу строчных синхроимпульсов ПТК.

На чертеже представлена структурная блок-схема телевизионного устройства для автоматического регулирования объекта.

Устройство содержит передающую телевизионную камеру (ПТК) 1, смеситель 2, видеоконтрольный блок 3, усилитель-ограничитель 4, первый блок 5 совпадения, второй блок 6 совпадения, первый триггер 7, второй триггер 8, триггер 9 привязки к видеосигналу, триггер 10 программного импульса, импульсный счетчик t 1, блок 12 запрета, блок 13 цифровой индикации, блок 14 вьделения сигнала хорд, блок 15 формирования сигнала ошибки, программный блок 16, механизм 17 перемещения, первый блок

18 сравнения, второй блок 19 сравне1083410 ния, блок 20 управления мощностью нагревателя, третий триггер 21, четвертый триггер 22, третий блок 23 совпадения, формирователь 24 импульсов, объект 25 регулирования — сли- 5 ток.

Устройство работает следующим образом.

Иэображение эоны кристаллизации, жидкой зоны (зоны расплава) и фронта кристаллизации, разделяющего эти зо- ны, проецируется на мишень передающей трубки ПТК 1. Видеосигнал с замешанными в него в смесителе 2 импульсами подсветки, соответствующими фронту 15 кристаллизации, подается на видеоконтрольный блок 3 для наблюдения и контроля процесса плавки. Кадровым синхроимпульсом, поступающим с выхода ПТК 1, включаются триггер 9 привяэ- 20 ки к видеосигналу, триггер 10 программного импульса и устанавливается в нулевое состояние импульсный счетчик 11 с изменяемой программой. На счетный вход импульсного счетчика 11 25 подаются строчные синхроимпульсы с выхода ПТК 1. Полная емкость импульсного счетчика 11 выбрана несколько больше числа 312, соответствующего числу строк в одном телевизионном З0 поле, с целью предотвращения переполнения его за время одного поля. Импульс с выхсда импульсного счетчика включает триггер 10, задний фронт импульсов ксторого определяет задан- 5 ное (программное) положение фронта кристаллизации в пределах кадра.

Триггер 9 привязки к видеосигналу включается сигналом фронта кристал40 лиэации с неинвертированного выхода блока 12 запрета. Задний фронт импульса триггера 9 определяет реальное положение фронта кристаллизации. Сигналы триггеров 9 и 10 подаются на соответствующие входы блоков 18 и 19

Я5 ! сравнений, на выходе которых формируются сигналы ошибки, а именно на выходе первого блока 18 в случае, когда длител:юность импульса триггера

9 больше по длительности импульса триггера 10. В другом случае, когда импульс триггера 10 больше длительности импульса триггера 9, сигнал ошибки формируется на выходе второго бпока 19.

Выходы блоков 18 и 19 сравнения соединены с входами блока 20 управления мощностьк нагревателя для регулирования положения фронта кристаллизации. Автоматическое выделение сигнала фронта кристаллизации осуществляется блоками 5 и 23 совпадения, триггерами 7, 21 и 22, формирователем 24 импульсов и блоком 12 запрета. Ограниченный на определенном уровне усилителем-органичителем 4 видеосигнал зоны кристаллизации в виде пачки импульсов, подается на вход первого блока 5 совпадения, на второй вход которого поступает импульс с выхода первого триггера 7, который включается кадровым синхроимпульсом ПТК !, На выходе первого блока 5 совпадения появляется сигнал зоны кристаллизации. Передним фронтом первого же импульса (видеоимпульса или импульса помехи) с выхода первого блока 5 включается третий триггер 21, работа. ющий до конца кадра. Импульс с выхода третьего триггера 21 разрешает прохождение на выход третьего блока

23 совпадения строчных синхроимпульсов ПТК 1, поступающих на второй вход третьего блока 23 с выхода ПТК . С выхода третьего блока 23 строчные синхроимпульсы поступают на формирователь 24 импульсов и инвертированный вход блока 12 запрета.

Формирователь 24 импульсов, построенный, например, на дифференцирующей цепи и инверторе, формирует узкие импульсы, передний фронт которых совпадает с задним фронтом строчных синхроимпульсов. На входы блока

12 запрета поступает сигнал разрешения с первого триггера 7, строчные синхроимпульсы с выхода третьего блока 23 совпадения и сигналы с четвертого триггера 22 длительностью от переду него фронта выдеоимпульса (или импульса помехи) до заднего фронта строчного синхроимпульса, являющиеся запрещающими для строчных синхроимпульсов. После окончания пачки видеоимпульсов сигнала зоны кристаллизации на выходе четвертого триггера 22 появляется разрешающий потенциал и на неинвертированном выходе блока 12 запрета появляется один строчный синхроимпульс, играющий роль сигнала фронта кристаллизации, поскольку для устройства в целом безразлично, находится сигнал фронта кристаллизации на активном участке строки или в конце ее (чувствительность телевизионного устройства по вертикали

1 083410

Составитель Т. Афанасьева

Редактор В. Петраш Техред С.Легеза Корректор A. Зимокосов

Заказ 1790/54 Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при этом не ухудшается и остается равной одной строке, т.е. равной величине вертикальной дискретизации растра). Задним фронтом строчного синхроимпульса с задержанного выхода блока 12 запрета выключается триггер

7 и тем самым обеспечивается выделение сигнала зоны кристаллизации и сигнала фронта кристаллизации.

При выделении видеосигнала жидкой 10 эоны (зоны расплава) сигнал с второго выхода усилителя-ограничителя 4 подается на вход второго блока 6 совпадения, а на второй его вход подается сигнал с выхода второго триг- 15 гера 8, начало работы которого определяется положением фронта кристаллизации. Таким образом, на выходе второго блока 6 появляется сигнал зоны расплава. С выхода второго блока 6 20 сигнал зоны расплава подается на блок 14 выделения сигнала хорд, обеспечивающий выделение любой заданной хорды из сигнала зоны расплава. С выхода блока 14 сигнал выбранной хорды зоны расплава подается на блок 15 формирования сигнала ошибки. Программный блок 16 задает номер выбранной хорды в зоне расплава и формирует эталонный сигнал, длительность которого соответствует заданному значению диаметра слитка в зоне расплава. С выхода программного блока 16 эталонный сигнал диаметра поступает на второй вход блока 15. В блоке 15 производится сравнение по длительности двух указанных сигналов и формирование сигнала ошибки, который подается на механизм 17 перемещения объекта 25.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность регулирования объекта в результате повышения помехоустойчивости за счет формирования четвертым триггером сигналов, запрещающих строчные синхроимпульсы до тех пор, пока на вход устройства поступает сигнал зоны кристаллизации.